Die meisten Hydraulikingenieure sind sich darüber im Klaren, dass eine ordnungsgemäße Schlauchverlegung oft bedeutet, dass Maschinenbewegungen berücksichtigt werden müssen, ohne dass der Schlauch übermäßig beansprucht wird oder dass er an anderen Schläuchen oder Maschinenkomponenten reibt und scheuert. Andernfalls kann der Schlauch vorzeitig versagen, was zu Undichtigkeiten, Maschinenschäden, Ausfallzeiten, kostspieliger Umweltverschmutzung und möglicherweise einer Gefahr für in der Nähe befindliches Personal führen kann.
Drehbare Anschlüsse ermöglichen eine Drehung der Kupplung und des Schlauchanschlusses und verhindern so ein Verdrehen, Knicken und übermäßiges Biegen. Dadurch kann die Lebensdauer des Schlauchs verlängert und der Wartungsbedarf verringert werden. Es kann auch zu einer effizienteren Systeminstallation führen. Durch die Verwendung von Drehgelenken kann die zwischen den Anschlüssen erforderliche Schlauchlänge reduziert werden, gebogene Rohre sind nicht mehr erforderlich, um abgewinkelte Anschlüsse aufzunehmen, und oft können sie ohne Adapter direkt an die Schlauchleitung angeschlossen werden. Da sich Drehgelenke bewegen, können sie Schlauchlängenänderungen ausgleichen, wenn das System unter Druck gesetzt wird, und hydraulische Stöße und Stöße in einer Leitung absorbieren.
Daher können viele Anwendungen vom Einsatz von Hydraulikschlauchdrehgelenken profitieren. Diese Komponenten ermöglichen einen großen Bewegungsspielraum beim Betrieb der Geräte und verhindern Drehmoment und Verdrehen in Hydraulikschläuchen. Sie können auch die Installation und Wartung von Schläuchen vereinfachen.
Sie bestehen aus zwei Hauptkomponenten, einem Schaft und einem Gehäuse, die sich relativ zueinander drehen können, sowie internen Dichtungen und Lagern. Je nach Ausführung kann die Drehung uneingeschränkt oder etwas kleiner als 360 Grad sein. Einige verlassen sich auf Kugellager, um die Bewegung zu steuern, andere haben sogenannte kugellose Konstruktionen mit Gleitlagern.
Es gibt zwei Grundtypen: Inline-Typen, bei denen die gegenüberliegenden Flüssigkeitsanschlüsse von Schaft und Gehäuse auf einer gemeinsamen Achse liegen, und 90-Grad-Drehgelenke, bei denen der Flüssigkeitsanschluss des Gehäuses so positioniert ist, dass er sich auf einer Ebene dreht, die im 90-Grad-Winkel zur Schaftachse steht.
Sie sind für hohe Drücke ausgelegt – oft über 5.000 psi –, bieten leckagefreie Leistung, widerstehen hydraulischen Stößen und seitlichen Belastungen und reißen im Betrieb nicht auseinander. Mit der Zeit können die Dichtungen, Stützringe oder Lager verschleißen, aber viele Konstruktionen ermöglichen eine einfache Reparatur mit Dichtungsersatzsätzen.
Das Drehgelenk oder der Schlauch muss an der Maschinenstruktur montiert werden, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung und Bewegungsfreiheit sicherzustellen. Drehgelenke sind zwar normalerweise so konstruiert, dass sie eine freie Drehung mit minimaler Reibung ermöglichen, aber Ingenieure sollten sich darüber im Klaren sein, dass das Gewicht der angeschlossenen Schläuche, Rohre oder Armaturen – sowie das Gewicht der enthaltenen Hydraulikflüssigkeit – so groß sein kann, dass übermäßige Seitenlasten oder Biegemomente auf das Drehgelenk ausgeübt werden. Die Verbindung muss für solche Lasten ausgelegt sein, da die Dichtungen sonst vorzeitig verschleißen und undicht werden können. Seitenlasten verursachen außerdem übermäßigen Verschleiß der Lagerflächen und verhindern einen reibungslosen Betrieb des Drehgelenks.
Wie bei jeder anderen hydraulischen Komponente sollten Ingenieure eine Reihe wichtiger Konstruktionsparameter berücksichtigen. Schwenkgehäuse sind in Stahl und Edelstahl, Messing, Aluminium und anderen gängigen Materialien erhältlich. Die Flüssigkeitskompatibilität mit den angegebenen Materialien ist natürlich ein Muss, und typische Dichtungsoptionen umfassen Nitril, Ethylenpropylen, Neopren und Fluorelastomer, um nur einige zu nennen.
Zu den weiteren Überlegungen gehören die Druckstufe, interne Strömungseigenschaften und Druckverluste, zulässige Drehzahl- und Drehmomentanforderungen, Optionen für SAE- oder ISO-Flüssigkeitsanschlüsse sowie die Fähigkeit, eine Reihe von Umgebungs- und Flüssigkeitstemperaturstufen zu bewältigen.
Viele Konstruktionen verfügen über eine äußere Dichtung, um das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern. Es wird jedoch immer empfohlen, das Drehgelenk nach Möglichkeit vor Schmutz und Schleifmitteln zu schützen. Für den Einsatz unter rauen oder korrosiven Bedingungen sind eine Schutzabdeckung oder ein Elastomerbalg mögliche Optionen.
Und fast immer ist der Preis ein wichtiger Gesichtspunkt. Die Kosten eines Drehgelenks können durch Kostensenkungsvorteile wie größere Flexibilität beim Systemdesign, verbesserte Systemführung mit weniger Schlauch, einfachere und schnellere Installation, weniger Adapter und Rohrverbindungen und längere Lebensdauer mehr als ausgeglichen werden.
Hydraulische Drehgelenke werden in einer Vielzahl von Drehanwendungen eingesetzt. Typische Beispiele sind Greifer, Forstmaschinen, Hebekräne und LKW mit Ausleger, Eisenbahnwartungsgeräte, Abbruchscheren und Mobilbagger. Und in diesem IoT-Zeitalter können spezielle hydraulische Drehgelenke mit elektrischen Schleifringen kombiniert werden, um Strom oder Datensignale zu übertragen. Neben einfachen hydraulischen Drehgelenken stellen zahlreiche Unternehmen Drehdurchführungen und rotierende Verteiler her, die Flüssigkeiten von einem einzigen Gehäuse auf mehrere Leitungen übertragen.
